DE3150419A1

DE3150419A1 - Verfahren zur aufbereitung von pulvrigen, schlammigen oder geloesten materialien, insbesondere umweltgifte oder anderweit umweltschadstoffe enthaltenden abfaellen, fuer den transport sowie anschlissendes recycling bzw. langzeitlagerung

Info

Publication number: DE3150419A1
Application number: DE3150419A
Authority: DE
Inventors: Franz Josef 6078 Neu Isenburg Gattys
Original assignee: Fj Gattys Ingenieurbuero fur Chem Maschinen- und Apparatebau 6078 Neu Isenburg De; FJ Gattys Ingenieurbuero Fuer Chem Maschinen und Apparatebau 6078 Neu Isenburg; Gattys Ing Buero F J
Current assignee: Gattys Technique Sa Freiburg/fribourg Ch
Priority date: 1981-12-19
Filing date: 1981-12-19
Publication date: 1983-06-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von pulvrigen, schlammigen oder gelösten Materialien, insbesondere Umweltgifte und anderweit umweltschädliche Stoffe enthaltenden Abfällen für den Transport, das Recycling oder die Langzeitlagerung durch Bindung mit Zement und/oder Betonit oder mit Kalziumoxid bzw. seinen hydratisierten Nachfolgeprodukten.

Die Aufbereitung der in großer Menge anfallenden Umweltgifte oder anderweitige, insbesondere radioaktive Schadstoffe enthaltenden pulver- bzw. staubförmigen, flüssigen oder aufgeschlemmten Abfallmaterialien ist ein nach wie vor nur ungenügend gelöstes Problem. Die Ablagerung derartiger Abfälle zur Zwischenlagerung oder Langzeitlagerung erfolgt bisher in der Weise, dass das Abfallmaterial in Spezialbehältern auf Deponie gelagert oder aber mittels Zement, Bitumen, Kunstharz oder als Glas in Blöcke oder Pellets vergossen wird, worauf die Blöcke oder Pellets in Behälter verpackt und die Behälter zu der als Zwischen- oder Langzeitlager vorgesehenen Deponie verbracht werden. Der Nachteil dieser Verfahrensweise besteht insbesondere darin, dass die für die Aufnahme des eigentlichen Ablagerungsmaterials vorgesehenen Verpackungsmittel oder Transportbehälter selbst einen beachtlichen Teil des nur in beschränktem Umfang zur Verfügung stehenden und daher wertvollen Lagerraumes einnehmen, der somit für die Einlagerung des eigentlich einzulagernden Materials nicht zur Verfügung steht. Hinzu kommt, dass der Transport und die Einlagerung einen erheblichen technischen und organisatorischen Aufwand erfordern wegen der Notwendigkeit des mehrfachen Umladens auf das Transportmittel und vom Transportmittel zum Lagerplatz, wobei im Falle der Tieflagerung in Gebirgsstöcken noch die Notwendigkeit der Schaffung der erforderlichen technischen Einrichtungen für den Transport hinzukommt, deren Planung und Installation ebenfalls einen erheblichen Aufwand erfordert.

Für die Langzeitlagerung derartiger Abfälle, insbesondere auch radioaktiver Abfälle, wird als die geeignetste Lösung derzeit die Tieflagerung in natürlichen oder künstlichen Kavernen von Gebirgsstöcken, insbesondere Salzstöcken angesehen, die aufgrund ihrer Plastizität frei von der Zirkulation von Flüssigkeit oder Gas ermöglichenden Klüften sind und eine ausreichende geologische Stabilität besitzen, so dass eine Gefährdung der Umwelt durch dort abgelagerte Abfälle auf dem Wege der Auslaugung und Rücktransport in den Biokreislauf nicht zu befürchten ist.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Aufbereitung von Umweltschadstoffen, insbesondere radioaktive Stoffe enthaltende Abfallmaterialien für den Transport und die Ab- lagerung und die Erfindung besteht darin, dass die Abfälle in pulveriger, schlammartiger oder gelöster Form gegebenenfalls unter Zugabe von Flüssigkeit und/oder Bindemittel zu einem Haufwerk von Kugelkörpern eines derart abgestimmten Kornspektrums peletisiert werden, dass die Kugelkörper der kleineren Klassierung die von den Kugelkörpern der größeren Klassierung gebildeten Räume verfüllen.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe Schadstoffe enthaltende Abfallmaterialien derart aufbereitet werden können, dass sie unter optimaler Raumausnutzung in Behältern oder direkt, d.h. behälterlos, beispielsweise mittels geschlossener Rohrleitungen, transportiert und einer anderweitigen Verwertung oder direkten in-situ-Verfestigung zugeführt werden können.

Zur Herstellung von Transportschütten dienen zweckmäßig Pellets zweier aufeinander abgestimmter Klassierungen derart, dass die Pellets der kleineren Größenklassierung einen Durchmesser von 20 bis 25%, vorzugsweise 22,5% des Durchmessers der Pellets der größeren Klassierung und einen Anteil an der Gesamtmasse von 0,5 bis 0,7 Gew.-%, vorzugsweise 0,6 Gew.-% besitzen. Mit einem derart nach Größe und Gewichtsanteil aufeinander abgestimmten Kornspektrum der Pellets wird eine optimale Verfüllung des Transportmittel-, Lage- bzw. Kavernenraumes von ca. 61,0% erzielt. Durchaus gute Ergebnisse werden jedoch auch bei Verwendung von Pellets dreier Größenklassierungen erzielt, von denen die Pellets der mittleren Klassierung einen Durchmesser von 35 bis 45%, vorzugsweise 41,5%, und einen Anteil von 6 bis 7,5, vorzugsweise 6,8 Gew.-% sowie die Pellets der kleinen Klassierung einen Durchmesser von 6 bis 10%, vorzugsweise 8,5% des Durchmessers der Pellets der größten Klassierung bei einem Anteil von 0,3 bis 0,5, vorzugsweise 0,4 Gew.-% aufweisen. Auch auf diese Weise werden noch ausgezeichnete, gegenüber der bisherigen Arbeitsweise wesentlich verbesserte Lagerfüllgrade von bis zu 56% erreicht. Entsprechend gute Ergebnisse werden mit einem Haufwerk von Pellets erzielt, in dem die den einzelnen Korngrößenklassen zugehörenden Mengenanteile gruppenweise in den angegebenen Verhältnissen zueinander stehen. Eine Steuerung der Pelletisierung in dieser Weise ist ohne Schwierigkeit möglich, wobei es lediglich der Absiebung von Überkorn und Unterkorn und dessen Rückführung nach der Zerkleinerung bedarf.

Die Herstellung der Pellets erfolgt vorteilhaft in der Weise, dass zunächst eine eine möglichst hohe Schadstoffkonzentration enthaltende wässrige Lösung oder Suspension hergestellt und diese Lösung bzw. Suspension mit einem wasserfreien, gegebenenfalls vorgetrockneten, Bindemittel gebunden wird, wodurch die Bindungskraft des Bindemittels erhöht und damit die anfallende Pellets-Menge wesentlich verringert wird. Die nachstehenden Diagramme 1 und 2 veranschaulichen die Bedeutung des Einsatzes von getrockneten Bindemitteln auf das Verfahren. Diagramm 1, in dem das Wasserbindungsvermögen (W/Z) in Abhängigkeit des Wassergehaltes des Bindemittels (Tr), im Beispielsfalle Zement, wiedergegeben ist, zeigt, dass sich das Wasserbindungsvermögen mit steigendem Feuchtigkeitsgehalt des Bindemittels erheblich verringert. Entsprechend erhöht sich - Diagramm 2 - die auf die Einsatzmenge Zement bezogene Salzfracht proportional mit der Konzentration der Einsatzlösung (Kurve S=f(LG)) sowie überproportional bei Einsatz von trockenen oder vorgetrocknetem Zement als Bindemittel [Kurve S=f (LG, Tr[tief]1)]. Bei Einsatz von Branntkalk erfolgt die Zugabe nach gegebenenfalls Ablöschen des Kalkes mit Wasser in einer Menge, die einen Gesamtwassergehalt im Pellet-Endprodukt von 8 -15 Gew.-% ergibt.

Die Pelletisierung kann in an sich bekannter Weise auf nebeneinander arbeitenden Granuliertellern mit anschließendem schonendem Mischen der so gewonnenen Pellets erfolgen, wobei das Mischen zweckmäßig in einem Pflugscharmischer bei einer Umlaufgeschwindigkeit des horizontalen Mischelementes zwischen 0,120 und 0,180 m/sec vorzugsweise 0,165 m/sec während einer Mischzeit zwischen 10 und 15 Minuten erfolgt. Der weitere Transport der Mischung bis zur endgültigen Ablagerung im Behälter bzw. bis zur Suspendierung in einer Schlemme erfolgt auf bekannte, ein Entmischen der Korngrößen verhindernde Weise.

In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Pelletisierung auch mit Hilfe eines einzigen Pelletier-Pflugscharmischers bei geringer Umlaufgeschwindigkeit der Pflugscharmischelemente sowie unter Einhaltung einer Mischertemperatur von 25 bis 35° C erfolgen, wobei unter geringer Umfangsgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit von zwischen 0,65 m/sec und 6,5 m/sec, vorzugsweise zwischen 1,3 m/sec und 2,7 m/sec zu verstehen ist, was etwa der Drehzahl von zwischen 20 und 200 U/min, vorzugsweise, zwischen 40 und 80 U/min eines Mischers mit einem Trommeldurchmesser von 630 mm entspricht. Hierbei wird die die Schadstoffe enthaltende Flüssigkeit bzw. Schlemme vorteilhaft dem trockenen Zement- mehl in der Granuliertrommel zu Beginn des Pelletisiervorganges langsam, d.h. während einer Zeit von etwa 3 bis 5 Minuten, und gleichmäßig über die gesamte Mischerlänge verteilt durch Aufsprühen auf die in der Drehrichtung der Pflugscharmischelemente oberhalb des Materialstandes gelegenen Teile der Behälterwandung zugegeben, worauf die Pellets nach der Agglomerierung in der Granuliertrommel bei stillstehenden Mischelementen während einer Zeit von 10 bis 20 Minuten, vorzugsweise 15 Minuten mit Frischluft bespült und anschließend während einer Zeit von mindestens 15 Minuten, vorzugsweise 20 Minuten etwa auf einem Transportband unter ebenfalls Bespülung mit Frischluft zur Zementaushärtung abgelagert werden. Die Einfüllmenge wird hierbei zweckmäßig derart begrenzt, dass der Füllgrad der fertigen Pelletmenge in der Charge zwischen 30 und 70%, vorzugsweise 45 bis 55% des Trommelvolumens beträgt. Es ist auf diese Weise ein gezieltes Arbeiten auf das gewünschte Kornspektrum möglich, wobei durch die Wirksamkeit des mit hoher Geschwindigkeit von ca. u = 1500 mit umlaufenden Messerkopfes die Bildung von Überkorn vermindert wird. Die Verarbeitung pulvriger Materialien erfolgt in entsprechender Weise durch zunächst Mischen mit Zement oder mit in vorstehender Weise gelöschtem Branntkalk und gegebenenfalls Betonit, worauf die Mischung durch Zugabe von Wasser in der vorstehend ebenfalls beschriebenen Weise zu Pellets verarbeitet werden.

Zur Gewährleistung eines einwandfreien Verfahrensverlaufes der Pelletisierung bedarf es der Einhaltung der angegebenen, relativ eng begrenzten Mischertemperatur und damit der Gewährleistung eines guten Wärmeabflusses durch die Behälterwand hindurch. Zu diesem Zweck bedarf es in regelmäßigen Abständen, etwa jeweils nach Durchsatz von 8 bis 10 Chargen einer sorgfältigen Entfernung der sich an der Behälterwand anlagernden Zement- oder Branntkalkansätze. Die Reinigung erfolgt zweckmäßig durch Abstrahlen mit Hilfe der im Verfahren hergestellten als Strahalmittel eingesetzten Pellets der Klassierung

1 mm, wonach das resultierende Gemisch aus Strahlmittel und abgestrahltem Trommeleinsatzmaterial erneut dem Pelletisiervorgang zugeführt wird.

Der behälterlose Transport und/oder die in-situ-Verfestigung erfolgen in der Weise, dass die Pellets in einer fließfähigen Aufschlemmung eines Träger- und/oder Bindemittels, beispielsweise einer Zementschlemme zu einer Pelletsuspension aufgeschlemmt werden. Hierbei erfolgt die Herstellung der Suspension vorteilhaft unter Einhaltung eines Unterdruckes von 0,6 atm, wodurch die Aufnahme von Luft in die Suspension verhindert und eine hohe Materialdichte erzielt wird. Der besondere Vorteil dieser Verfahrensweise ist darin zu sehen, dass das zur Verfestigung des Materials benötigte Material gleichzeitig als Transportmittel dient, wodurch als weiterer wesentlicher Vorteil eine wesentlich verbesserte Ausnutzung des für die Langzeitlagerung zur Verfügung stehenden Raumes dadurch erzielt wird, dass der nach der bisherigen Arbeitsweise für die Ablagerung der Transportbehälter benötigte Raum für die Materiallagerung zusätzlich zur Verfügung steht. Grundlage hierfür ist die Aufteilung der bisher als einheitlicher Vorgang gesehenen Verfesti- gung in zwei voneinander unabhängige Teilvorgänge, von denen der eine lediglich der vorbereitenden Aufbereitung der Materialien, der andere der endgültigen Verfestigung dient. Aufgrund der Teilung des Vorganges kann auch die Wärmeentwicklung problemlos innerhalb der erforderlichen engen Grenzen von ca. 30°C gehalten werden, bei deren wesentlicher Überschreitung bei der Aufbereitung z.B. radioaktiver Abfälle möglicherweise eine Gefährdung auftreten könnte.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung sowie einiger Beispiele erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Alternative einer angestrebten Kugelpackung der Pellets

Fig. 2 eine weitere Alternative einer möglichen Kugelpackung der Pellets.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Grundsatz, durch Mischen gezielt selektierter, den Füllraum genauestens verfüllender Korngrößenfraktionen eine gegenseitige Abstützung der Körner der Fraktionen eintritt und hierdurch Verschiebungen größeren Umfanges verhindert ist, so dass nicht nur eine optimale Raumausnutzung erreicht sondern auch eine Entmischung der Schütte oder der Suspension verhindert wird.

Geht man von einem Kugelhaufwerk einer einheitlichen Klassierung aus, so ergibt sich in dichtester Kugelpackung eine theoretische Raumverfüllung von 52,4%. Fig. 1 i.V.m. Tabelle 1 zeigt in schematischer Darstellung eine die Ablagerung eines erfindungsgemäß abgestimmten Haufwerkes auf der Basis von Pellets zweier Korngrößenklassen, wobei die in der Fig. 1 mit 1 bezeichneten Pellets etwa einem der Durchmesser d'1 der Tabelle 1 und die Pellets 2 den jeweils zugehörigen Durchmesser d'2 der Tabelle 1 aufweisen können. Die Zeichnung zeigt, dass sich bei Abstimmung in dieser Weise die Pellets der größeren Korngrößenklasse schichtenweise in den Zwischenräumen zwischen den Pellets der darunterliegenden Schicht ablagern und die Pellets der kleineren Größenklasse die noch verbleibenden - relativ geringen - Zwischenräume ausfüllen. Die hierdurch erzielbaren Verfüllgrade ergeben sich aus Tabelle 3. Hieraus ergibt sich, dass bei dieser Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Suspension die Pellets 1 der Größenklasse d'1 - unabhängig von ihrer tatsächlichen Bemessung im Einzelnen - 60,445% und die Pellets der Größenklasse d'2 0,415% des verfügbaren Raumes verfüllen. Die praktische Erprobung zeigt, dass bei Einhaltung der Klassierung in den angegebenen Grenzen tatsächlich eine entmischungsfreie Ablagerung nach dem in der Zeichnung wiedergegebenen Schema erfolgt und Raumverfüllungsgrade von über 60% - gegenüber ca. 52% bei Verwendung eines unklassierten Kugelhaufwerks erzielt werden.

Fig. 2 zeigt i.V.m. Tabelle 2 in ebenfalls schematischer Darstellung die Ablagerung der Pellets aus einem nach Alternative 2 aus drei abgestimmten Größenklassen gebildeten Haufwerks. In diesem Falle werden die Pellets 3 mit dem Durchmesser d[tief]1 von den Pellets 4 mit dem Durchmesser d[tief]2 in einer solchen Lage "gestützt", dass die Kugeln lageweise senkrecht übereinander liegen. Die Kugeln 5 mit dem Durchmesser d[tief]3 verfüllen die danach noch verbleibenden Zwischen- räume. Tabelle 3 zeigt, dass bei einer derartigen Sortierung theoretisch eine Raumverfüllung von 56,46% erzielt wird. Versuche haben überraschenderweise ergeben, dass die Ablagerung des derart sortierten Haufwerks tatsächlich dem dargestellten Schema folgt und Raumverfüllungsgrade von um 55% erzielt werden. Es hat sich überraschenderweise weiterhin gezeigt, dass die angegebenen Ergebnisse auch mit derart gemischt sortierten Haufwerken erzielt werden, dass sie sich partiell gruppenweise zu Mischungen der angegebenen Verhältnisse ergänzen. Eine derartige Mischung ergibt sich etwa aus dem nachfolgend wiedergegebenen.

Beispiel 1

Es werden in einen Pelletisierpflugscharmischer mit einem Trommeldurchmesser von 630 mm über eine Wiegevorrichtung 140 kg Zement (frische Masse) und 10 kg Trockenbetonit eingefüllt und ca. 5 Minuten gemischt, worauf bei einer Drehzahl des horizontalen Pflugsscharmischelementes von n = 52 und des Messerkopfes von n = 1.500 bei einer Temperatur von ca. 30° C in einem Zeitraum von 3 bis 5 Minuten 35,0 kg einer wässrigen konzentrierten Schad- oder Giftstoffe enthaltenden Lösung eingesprüht wird. Durch intensive Kühlung wird die Temperatur auf ca. 30° C gehalten. Nach ca. 20 Minuten Arbeit, gerechnet vom Anfang der Einspritzzeit der Lösung wird der Mischbetrieb beendet, worauf der Inhalt des Mischers während 10 bis 15 Minuten mit Frischluft bespült wird.

Bei eingeschaltetem horizontalem Mischelement werden die Pellets auf ein Transportband gebracht, wo die Pelletmasse vor dem Absieben 20 Minuten lang auf Raumtemperatur abkühlt.

Die Siebanalyse (nach der Absiebung von Über- und Unterkorn) bei einem spezifikationsgerechten Größtkorn von 5mm gab am Prüfsieb folgende Korngruppen von kugeligen Pellets (Korngruppen sind Korngrößen zwischen nächstliegenden Prüfsieben)

- Korngruppe 4,5 mm 100 kg

- Korngruppe 2,5 mm 100 kg

- Korngruppe 1,25 mm 100,6 kg

- Korngruppe 0,625 mm 100,6 kg

- Korngruppe 0,300 mm 0,6 kg

- Korngruppe 0,150 mm 0,6 kg

Von den vorstehend aufgeführten Korngrößenklassen verfüllen sich ideal 100 kg der Korngruppe 5,0 mm mit 0,6 kg der Korngruppe 1,25 die restlichen 100 kg der Gruppe 1,25 mm mit der Korngruppe 0,300 mm. Es verfüllen sich weiterhin ideal die Korngruppe 2,5 mm mit 0,6 kg der Korngruppe 0,625 mm, bei der letzten Korngruppe bleiben 100 kg, die sich wiederum mit der Korngruppe 0,150 mm ideal verfüllen.

Das erzielte Kornspektrum erfüllt somit die Bedingungen für eine optimale Raumverfüllung im Sinne des in Fig. 1 wiedergegebenen Ablagerungsbildes, bei dem die größeren Pellets 1 jeweils in der Lücke zwischen vier Pellets 2 der darunterliegenden Schicht aufliegen und Pellets 3 der kleineren Klassierung jeweils den zwischen drei großen Pellets gebildeten Raum ausfüllen. Der festgestellte Wert für das Porenvolumen beträgt bei dem angegebenen Beispiel 42,8%, was einer Raumfüllung von 57,2% entspricht. Der theore- tisch mögliche Maximalwert läge bei 60,85 %. Die Raumverfüllung einer durch Wände abgegrenzten Füllung oder einer Suspension erfolgt durch schonendes Mischen in der Herstellungsstufe oder bei der Verfüllung in einem Zeitraum von 10 bis 15 Minuten bei einer über die ganze Masse verbreiteten Umlaufgeschwindigkeit des Mischelementes von zwischen 0,120 m/sec und 0,180 m/sec, vorzugsweise 0,165 m/sec bei der Suspension unter Luftausschluß, d. h. unter Vacuum von mindestens 0,6 atü bei Zimmertemperatur. Die so erhaltenen Verfüllmengen oder Suspensionen weisen, ohne mechanische Gewaltanwendung, keine Entmischung und sehr stabile Füllgrade auf, die wenigstens 7,8% bis zu 16,4% über den mit kugeligen Pellets gleichen Durchmessers oder aber nichtkugeligen (dreidimensionalen) Granulaten erzielten Werten liegen.

Eine ausreichend gute Raumverfüllung wird auch bei Arbeiten auf ein der Fig. 2 entsprechendes Korngrößenspektrum mit Pellets dreier Größenklassen erreicht, von denen die Pellets 4 der mittleren Klassierung einen Durchmesser von 35% bis 45%, vorzugsweise 41,5% und die Pellets 5 der kleineren Klassierung einen Durchmesser von 6% bis 10%, vorzugsweise 8,5% des Durchmessers der Pellets 6 der größten Klassierung aufweisen. Hierbei wird von einem Ablagerungsschema ausgegangen, bei dem sich die mittleren Pellets 4 in den Zwischenraum zwischen vier Pellets der großen Klassierung ablagern und diese dadurch in eine Lage zwingen, in der die Verbindungslinien 7 zwischen ihren Mittelpunkten auf einer Gerade liegen, während die Pellets der kleinen Klassierung die verbliebenen Räume zwischen den großen und mittleren Pellets füllen. Der rechnerisch maximale Raumverfüllungsgrad beträgt in diesem Falle 56,46%.

Durch Erhöhen der Umlaufgeschwindigkeit des Pflugscharmischelementes bei im übrigen unveränderten Betriebsbedingungen ergeben sich größere Pellets.

Danach wird die Innenwand des Pelletisiergerätes mit Pellets eine Korngröße von

1 mm gestrahlt zwecks Reinigung der Wände vom Wandansatz. Der Wandansatz und die Reinigungspellets werden als Einsatzmaterial verwendet und zu spezifikationsgerechten Pellets verarbeitet.

Die auf diese Weise gewonnenen Pellets können nunmehr in der beschriebenen Weise in einer Zementschlemme suspendiert und in dieser Form mittels Rohrleitung zur Ablagerungsstelle gebracht werden.

Beispiel 2

Es werden in einem Pelletisierpflugscharmischer mit einem Trommeldurchmesser von 630 mm über eine Wiegevorrichtung 100 kg Branntkalk eingeführt und mit 25 kg Wasser unter starker Wärmeentwicklung abgelöscht oder aber trockenes Kalziumhydroxid von der Aretylenherstellung aus Karbid in einer Menge von 1,5 kg wird in dem Pelletisiermischer vorgelegt. Man gibt nun in den Mischer 200 kg Flugasche, Flugstaub oder 150 kg Abfallsand oder aber 150 kg Stäube aus Sinteranlagen.

Nun gibt man nach dem Beispiel 2 ca. 30,0 kg Wasser und verarbeitet die Mischung zu Pellets.

Die Resultate sind genau nach dem Beispiel 1, nur der Überkornanteil betrug 1,1 Gew.-% und der Unterkornanteil 1,85 Gew.-%.

Beispiel 3

Es werden in einem Pelletisierpflugscharmischer mit einem Trommeldurchmesser von 630 mm über eine Schneckendosiereinrichtung 70 kg Zement, 105 kg Flugasche und 10 kg Bentonit eingeführt. Nach intensiver Mischung werden unter Kühlung nunmehr portionsweise 20 kg Wasser zugegeben und die Mischung entsprechend Beispiel 2 zu Pellets verarbeitet.

Auch hier sind die Resultate genau nach dem Beispiel 1 und 2. Der Überkornanteil beträgt 0,45 Gew.-% und der Unterkornanteil 2,15 Gew.-%.

Mit demselben Ergebnis können ebenfalls andersgeartete pulverförmige Abfallmaterialien, etwa Abfallsand, Sinterstäube oder dgl. aufbereitet werden, wozu beispielsweise in dem vorstehend beschriebenen Verfahrensablauf die folgenden Mischungen hergestellt werden können.

A: Zement 80 kg B: Zement 55 kg

Abfallsand 160 kg Sinterstaub 200 kg

Bentonit 10 kg Bentonit 12 kg

Wasser 37 kg Wasser 40 kg

_____________________ ______________________

287 kg 307 kg

Tabelle 3: Füllungsgrade

Bemerkungen/ a) Werte aufgerundet

b) Mit Index aufgeführten Daten betreffen Alternative 1, ohne

Index Alternative 2

Tabelle 1: Korngröße (Mikrometer) Alt. 1

d'1 d'2

_________________________

500 110

250 55

------------------------------------------

150 33,0

120 26,4

100 22,0

80 17,6

60 13,2

40 8,8

20 4,4

_________________________

Tabelle 2: Korngröße (Mikrometer) Alt. 2

d1 d2 d3

____________________________________

500 207,1 42,9

250 103,55 21,45

-------------------------------------------

150 (=0,150 mm) 62,13 12,87

120 49,70 10,30

100 41,42 8,58

80 33,14 6,86

60 24,85 5,15

40 16,57 3,43

20 8,28 1,72

____________________________________

Leerseite

Claims

Verfahren zur Aufbereitung von pulvrigen, schlammigen oder gelösten Materialien, insbesondere Umweltgifte und anderweit umweltschädliche Stoffe enthaltenden Abfällen, für den Transport sowie anschließendes Recycling bzw. Langzeitlagerung durch Bindung der Abfälle mit Zement und/oder Betonit oder mit Kalziumoxid (Branntkalk) bzw. seinen hydratisierten Folgeprodukten, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfälle in pulveriger, schlammiger oder wassergelöster Form gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser und/oder Bindemittel zu einem Haufwerk von Kugelkörpern eines derart abgestimmten Kornspektrums pelletisiert werden, dass die Kugelkörper (2, 4, 5) der kleineren Klassierungen die von den Kugelkörpern (1, 3) der größeren Klassierung gebildeten Räume ideal verfüllen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittel, beispielsweise Zement und Betonit vor ihrer Zugabe getrocknet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets (1, 2) in zwei aufeinander abgestimmten Klassierungen hergestellt werden derart, dass die Pellets (2) der kleineren Größenklassierung einen Durchmesser von 20 bis 25%, vorzugsweise 22% des Durchmessers der Pellets (1) der größeren Klassierung und einen Anteil an der Gesamtmasse von 0,5 bis 0,7 Gew.-%, vorzugsweise 0,6 Gew.-% besitzen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets in drei aufeinander abgestimmten Größenklassie- rungen hergestellt werden derart, dass die Pellets (4) der mittleren Klassierung (4) einen Durchmesser von 35 bis 45%, vorzugsweise 41,5% und einen Anteil von 5,5 bis 7,5% vorzugsweise 6,8 Gew.-% sowie die Pellets (5) der kleinen Klassierung einen Durchmesser von 6 bis 10%, vorzugsweise 8,5% des Durchmessers der Pellets
<NichtLesbar>
der größten Klassierung sowie einen Anteil von 0,2 bis 1,2%, vorzugsweise 0,4 Gew.-% aufweisen.
5. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Haufwerke von Pellets dargestellt werden, in denen sich die den einzelnen Korngrößenklassen angehörenden Mengenanteile partiell gruppenweise zu Mischungen der angegebenen Größen- und Mengenverhältnisse ergänzen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pelletisierung auf Granuliertellern erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pelletisierung auf nebeneinander arbeitenden Granuliertellern erfolgt und die gewonnenen Pellets anschließend schonend gemischt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen in einem Pflugscharmischer bei einer Umlaufgeschwindigkeit des horizontalen Mischelementes zwischen 0,120 und 0,180 m/sec, vorzugsweise 0,165 m/sec während einer Mischzeit zwischen 10 und 15 Minuten erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pelletisierung in einem an sich bekannten Pelletier-Pflugscharmischer bei geringer Umlaufgeschwindigkeit der Pflugscharmischelemente sowie unter Einhaltung einer Mischertemperatur von 25 bis 35° C, vorzugsweise 30° C erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Pelletieren bei einer Umfangsgeschwindigkeit des horizontalen Mischelementes zwischen 0,65 m/sec und 6,5 m/sec, vorzugsweise zwischen 1,3 m/sec und 2,7 m/sec bei Umlauf des Messerkopfes mit 1500 U/min erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wässerige Lösung, Flüssigkeit bzw. Schlemme dem trockenen Zementmehl oder Branntkalk in der Granuliertrommel zu Beginn des Pelletisiervorganges während einer Zeit von 3 bis 5 Minuten gleichmäßig über die gesamte Mischerlänge verteilt durch Aufsprühen auf die in der Drehrichtung der Pflugscharmischelemente oberhalb des Materialstandes gelegenen Teile der Behälterwandung zugegeben wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Material zunächst mit dem trockenen Zementmehl oder Branntkalk in der Granuliertrommel gemischt und die Mischung anschließend unter Wasserzugabe pelletisiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der eingesetzte Branntkalk vor der Zugabe in die Trommel mit einer Menge Wasser abgelöscht wird, die einen Gesamtwassergehalt von 8-15 Gew.-% des resultierenden granulierten Materials entspricht.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet dass der Füllgrad des Mischers, bezogen auf die fertige Pelletsmenge in einer Charge 30 bis 70%, vorzugsweise 45 bis 55 % beträgt.
15. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets nach der Agglomerierung in der Granuliertrommel bei stillstehenden Mischelementen während einer Zeit von 10 bis 20 Minuten, vorzugsweise 15 Minuten mit Frischluft bespült und anschließend während einer Zeit von mindestens 15 Minuten, vorzugsweise 20 Minuten außerhalb der Granuliertrommel, beispielsweise auf einem Transportband unter ebenfalls Bespülung mit Frischluft abgelagert werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Granuliertrommel in regelmäßigen Abständen von an der Behälterwand angelagerten Ansätzen gereinigt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung durch Abstrahlen mit Hilfe der im Verfahren hergestellten, als Strahlmittel eingesetzten Pellets der Klassierung

1 mm erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets in einer fließfähigen Aufschlemmung eines Bindemittels, beispielsweise in einer Zementschlemme zu einer Pelletsuspension aufgeschlemmt und in dieser Form mittels Rohrleitungen zum Zwecke der Ablagerung transportiert werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Pelletsuspension bei Raumtemperatur unter einem Unterdruck von mindestens 0,6 at erfolgt.